《恒定电流》的新旧教材的对照

编排内容的重大改变，研究方法的重新定位——《恒定电流》的新旧教材的对照

熊红兵

笔者在新教材(选修3－1)第二章《恒定电流》的教学过程中，与老教材第十四章《恒定电流》进行对比，感觉到新教材与老教材相比，内容的编排上有重大改变，更为重要的是在研究方法上重新进行定位，让人耳目一新。

在内容编排上，一改先讲欧姆定律，再来讲电动势;先讲电阻定律、电阻率，再讲焦耳定律;先讲闭合电路的欧姆定律，再讲电流表、电压表的做法。且在初中讲过的知识需要重新拿出来，用新方法重新进行讲解，如串、并联电路的电流、电压和电阻的关系等。新教材从全新的观点——电荷守恒和电路中电势差的的关系重新进行讲解;初中讲过了的知识不需要再讲的内容坚决不讲或略讲，如电流方向的规定、电流强度的定义、电动势的定义等。

新教材先讲电流的形成原因，从而引出电动势的概念就顺理成章，再来讲决定电流大小的微观因素——自由电荷的电荷量、单位体积的自由电荷数、横截面积和自由电荷的定向移动速率和宏观因素——欧姆定律，这样讲就显得合情合理，也符合研究物理问题的循序渐进的思想，更体现了人认识自然规律的历史发展过程。新教材先讲焦耳定律，先让学生知道电流通过电阻导体会产生热量，引发学生想知道电流通过电阻导体产生的热量与电阻的大小有关系的深层次讨论:电阻的大小到底跟什么因素有关;再来讲电阻定律，这样的内容安排符合人的认知发展规律。当然在内容编排上，新教材的一个共同特点即是把实验融入课堂教学的各个环节，这样打破了原来老教材中演示实验、探究性实验和学生分组实验的严格界限，打破了分组实验与课本内容割裂开来的做法。如本章把“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验直接引入到研究通过导体的电流与加在导体两端电压的关系的演示和探究性实验中，而“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验在讲完导体的伏安特性曲线后再次出现，有前面的演示和探究实验的铺垫就显得很自然;将“测定金属丝的电阻率”的分组实验直接放到探究导体的电阻与其影响因素的定量关系上，在其内容上既有具体测量方法的建议，又有总体上探究方法的建议;并且新教材已注意到研究物理量间的关系，除了实验法探究以外，还有理论分析的方法，有效地防止了只重视实验探究而忽视理论分析，或把两者割裂开来的做法。

在研究方法上，紧密联系上一章《静电场》，把恒定电场看成静电场相似来处理，从电流形成的原因到电流做功，与电势差和电场力做功相联系，从串、并联电路的规律与电荷守恒定律相联系，从闭合电路的欧姆定律与静电力做功和能量守恒定律相联系，无一不体现把本章内容与前一章内容紧密相联系的做法。新教材从本源来讲《恒定电流》的概念和规律，摒弃了原来为了讲概念、公式、规律而采用的抽象枯燥的分析，学生容易接受。

“边实验、边学习、边总结”也是新教材中本章在研究方法上的重大突破。如《欧姆定律》这一节内容，先提出怎样研究通过导体A的电流跟加在其两端的电压的关系，学生容易想到初中的“伏安法”测电阻及用滑动变阻器的限流式接法来改变导体A两端的电压，从而研究通过导体的电流与加在导体两端电压的关系;教师指出此种方法不能使导体两端电压从零开始改变，点明高中研究此类问题与初中有根本区别，进而引出滑动变阻器有分压式接法，并且进一步的研究发现，在低电压、弱电流的情况下，通过同一导体A的电流与加在其两端的电压成正比，从而总结出欧姆定律;换用另一导体B重做实验发现:同一导体，加在其两端的电压与通过它的电流的比值总是相等的，而不同导体，加在其两端电压与通过它的电流的比值是不同的。这说明此比值U/I反映的是导体本身性质的量，同时用图象法作出导体的U－I图象，其图象是一条通过原点的直线，电压相同的不同导体，比值U/I越大的，通过的电流导体越小，从而很自然地引出电阻的概念。新教材在讲述《欧姆定律》时，采用了实验法、图象法，边实验、边学习、边总结，活跃了学生的思维，摆正了学生主动学习、主动探究的主体地位。老教材在讲述此项内容只是一句话“德国物理学家欧姆通过实验研究得出结论:一导体中的电流I跟导体两端电压U成正比”，将初中所学的内容，就这样一带而过，这样既起不到复习旧知识的目的，又没有融入高中研究此项内容所采用的新方法;而新教材的这种做法，很好地做到了这一点。

再如《电阻定律、电阻率》这一节内容是研究导体的电阻跟什么有关及有何关系的，新教材提出怎样定量研究导体的电阻跟导体的长度、横截面积及材料的关系，并且提出相关的建议:怎样测长度L、横截面积S及电阻的阻值R，用控制变量法研究导体的电阻与其影响因素的定量关系的办法也很有创意。学生和教师可以根据自己学校的现有条件，设计更灵活、更便于操作的办法。老教材所设计的实验，只是定性地研究导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料的关系，对于实际中需要测量的长度、横截面积、电阻的操作没有作特别的强调和提示，过分地强调结果，而轻视过程探究的重要性。新教材的做法既将各项基础知识综合应用，又进行了具体的测量，锻炼了学生的动手能力，提高了学生学习的兴趣。

总之，新教材对于《恒定电流》这一章的安排上，作了重大的调整，在内容安排上有较大的变动，在研究方法上有新的突破，强调学生学习的主动探究过程，改变了传统上将分组实验与演示探究实验割裂开来的做法，学生在上课过程边实验、边学习、边总结，学生学习兴趣更浓了，知识就更容易被接受，学生的物理素养自然就提高了，我觉得教材这样一改，教师教起来也轻快些，学生学起来轻松些，本章的一些老定律欧姆定律、焦耳定律、电阻定律、闭合电路的欧姆定律又焕发了生机。